以是聚丙烯酰胺、烷基苯磺酸钠类、阿拉伯胶、吐温系 列、斯潘系列中的一种或几种的混合物;所述的碱性催化剂可以是氢氧化钠、氢氧化钾、氨 水中的一种或几种的混合物。
[0029] 步骤(6)中所述的芯材和碱性包衣材料的质量体积比优选为15:1~10:1。
[0030] 上述制备方法中所述的酸性硅溶胶通过以下步骤制备：
[0031] 以金属硅粉、金属硅酸盐等为原料，所选原料要求杂质含量少，金属硅酸盐可以选 择Na2Si03、K 2Si03或Li2Si03,优先选取Na2Si0 3。将上述原料在强烈搅拌条件下，缓慢加入到 碱性溶液中，配制出金属硅酸盐溶液。所选用的碱性溶液可以用氢氧化钠、氢氧化钾、氨水 等配制，优选氨水;碱溶液浓度为0.1~5M，优选0.2~2M。所配制的金属娃酸盐的浓度要求 重量百分比为5%至饱和，pH为10~13。所获得的前驱液以一定速率通过多级氢型强酸性阳 离子交换树脂交换柱，控制柱出口收集液pH值在1~4之间，可得到活性酸性硅溶胶前驱物。 制备的活性酸性硅溶胶前驱物微波(或水浴)加热15min后，静止冷却陈化60min制得酸性硅 溶胶备用。上述酸性硅溶胶控制pH为1~4，二氧化硅质量分数为5~15%。
[0032] 上述制备方法中所述的壳聚糖溶液通过以下步骤制备:将壳聚糖溶于0.1~100mM 的酸性溶液中，在水浴55~75°C条件下边加热边搅拌，完全溶解后在55~75°C条件持续加 热0.5~lh，制得壳聚糖溶液。上述酸性溶液可以是硝酸、草酸、醋酸、柠檬酸、酒石酸、盐酸、 硫酸中的一种或几种的混合;上述酸性壳聚糖溶液控制壳聚糖质量百分数为3~5%，pH为1 ~4〇
[0033]上述缓释型铁基生物炭土壤重金属钝化剂的使用方法，包括以下步骤：
[0034]稻田犁耙均匀后，每亩施用缓释型铁基生物炭土壤重金属钝化剂100~300公斤作 为基肥;均匀撒施，施用时保持田间淹水3~5cm;施用后5~10天再插秧。
[0035] 与现有技术相比，本发明具有以下优点及有益效果：
[0036] (1)利用本发明技术对铁基生物炭进行包膜后，钝化剂施用方便，不会形成扬尘， 不会浮于稻田水面；因此本发明产品施用后可以高效钝化土壤重金属，用量少、节约材料和 人力。
[0037] (2)利用本发明技术制得的钝化剂，颗粒均匀；同时由于对壳聚糖进行了硅溶胶复 合，包衣不易破裂，钝化剂可以持续稳定对土壤重金属进行固定钝化;施用本发明制备的钝 化剂可以长效抑制农作物对重金属的吸收积累。
[0038] (3)与传统包衣材料比，壳聚糖硅溶胶复合包衣材料不仅具有良好的缓释性能，而 且硅溶胶本身具有对重金属较强的吸附和固定性能，硅又是植物生长有益元素;而壳聚糖 具有促进种子萌发、改善土壤微生物结构和改善土壤理化性质等功效；因此本技术发明所 提供的缓释型铁基生物炭土壤重金属钝化剂材料，不仅能钝化土壤重金属也可以提高农作 物产量。
[0039] (4)利用本发明技术制备的钝化剂不仅可以对土壤中镉等重金属进行吸附固定； 也可以对砷进行氧化固定。因此，本发明技术可以应用于复合重金属污染农田；解决了砷、 镉不能同时高效钝化的技术难点。
[0040] (5)本发明技术所采用的材料来源广泛、价格低廉、无毒无害;且生产工艺相对简 单，易于大规模工厂化生产。
【附图说明】
[0041] 图1为不同钝化剂施用对土壤砷的钝化效果。
[0042]图2为不同钝化剂施用对土壤镉的钝化效果。
[0043 ]图3为不同钝化剂施用对稻米砷含量的影响。
[0044]图4为不同钝化剂施用对稻米镉含量的影响。
[0045]图5为不同钝化剂施用对4个生长季水稻产量的影响。
[0046]图6为不同钝化剂施用对4个生长季稻田土壤有效镉的影响。
[0047]图7为不同钝化剂施用对4个生长季稻田土壤有效砷的影响。
[0048] 图8为不同钝化剂施用对4个生长季水稻稻米镉含量的影响。
[0049] 图9为不同钝化剂施用对4个生长季水稻稻米砷含量的影响。
【具体实施方式】
[0050] 下面结合实施例和附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限 于此。
[0051] 本发明实施例中所述用的酸性硅溶胶通过以下步骤制得：
[0052] 量取200mL水，加入0.5g氢氧化钠，开动搅拌器升温至55°C后，再加入250g Na2Si03，充分溶解后冷却至室温，制得pH为12.8的碱性硅溶液。将上述碱性硅溶液以5mL/ min的速度，匀速通过100mL(湿体积)氢型强酸性阳离子多级树脂交换柱，控制柱出口收集 液pH值在2~3，微波(或水浴)搅拌加热到50°C，静止冷却陈化30min后，得到酸性硅溶胶、备 用。上述酸性硅溶胶控制pH为2.5;二氧化硅质量分数为13 %。改变上述氢氧化钠和Na2Si03 的质量比，分别制得pH为4.0、二氧化硅质量分数为5 %的酸性硅溶胶，pH为2.0、二氧化硅质 量分数为15 %的酸性硅溶胶，pH为3.0、二氧化硅质量分数为12 %的酸性硅溶胶，pH为1.0、 二氧化硅质量分数为10 %的酸性硅溶胶。
[0053]实施例1:以农业废弃物为原料的缓释型铁基生物炭土壤重金属钝化剂制备 [0054]将稻草、稻壳等农业废弃物晾干粉碎后，称取99.5kg，置于高温炉中，在隔绝空气 的条件下，以5°C/分钟速率升温至300°C，并在此温度下加热12小时，停止加热。配制100L含 铁质量百分比为〇. 5%的氯化亚铁溶液，迅速加入高温炉中，并保持温度为80°C，边加边搅 拌，冷却、晾干和粉碎过60目筛，即得到含铁质量分数为0.5%的铁基生物炭。将上述铁基生 物炭、高岭土和玉米粉按质量比100:5:10混匀，喷水搅拌至含水量50 %，造粒后干燥，制得 粒径为5 ± 0.5mm的铁基生物炭芯材。
[0055]另用将3g壳聚糖，在55°C水浴条件下，溶解在约97毫升O.lmM的盐酸溶液中，边加 热边搅拌;待完全溶解后在55°C水浴条件下持续加热0.5h;最后调节pH至4.0，壳聚糖质量 分数约为3%。再将该壳聚糖溶液在55°C水浴条件下，缓慢加入到上述制备的pH为4.0、二氧 化硅质量分数为5%的酸性硅溶胶中，边加边搅拌，加完后再在55°C水浴条件下持续加热 0.5h。然后在55°C水浴搅拌条件下，再加入0.015g斯潘-80，最后缓慢加入0.01M的氢氧化 钠，直至pH为9，停止加入;在55°C水浴条件下持续加热0.5h;即得碱性包衣材料。
[0056] 用上述碱性包衣材料对上述铁基生物炭芯材进行包衣，控制芯材和包衣材料质量 体积比为5:1;包衣后晾干即得缓释型铁基生物炭土壤重金属钝化剂，该钝化剂包衣膜为 0·70±0· 15mm〇
[0057] 实施例2:以锯木肩为原料的缓释型铁基生物炭土壤重金属钝化剂制备
[0058]称取99kg干燥的锯木肩，置于高温炉中，在隔绝空气的条件下，以10°C/分钟速率 升温至800°C，并在此温度下加热3小时，停止加热。配制20L含铁质量百分比为5%的硝酸铁 溶液，迅速加入高温炉中，并保持温度为350°C，边加边搅拌，冷却、晾干和粉碎过60目筛，即 得到含铁质量分数为1%的铁基生物炭。将上述铁基生物炭、高岭土和木薯粉按质量比100: 0.5:1混匀，喷水搅拌至含水量80%，造粒后干燥，制得粒径为4±0.5mm的铁基生物炭芯材。 [0059]另用将4.5g壳聚糖，在75°C水浴条件下，溶解在约95.5毫升100mM的柠檬酸溶液